武汉工程大学化工与制药学院化工原理课程设计
适宜的回流比应该通过经济核算来确定，即操作费用和设备折旧费用之和为最低时的回流比为最适宜的回流比；采用釜液产品去预热原料，可以充分利用釜液产品的余热，节约能源。 2.2.4回流方式：泡点回流
泡点回流易于控制,设计和控制时比较方便,而且可以节约能源。 2.2.5操作流程说明
乙醇-水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全冷凝后，进入回流罐部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。塔釜采用间接蒸汽供热，塔底产品用于预热原料冷却后送入贮槽。精馏装置有精馏塔、原料预热器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量由再沸器输入，由冷凝器中的冷却介质将余热带走。
乙醇—水混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔 进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
2.2.6确定设计方案的原则
确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。为此，必须具体考虑如下几点：
(1)满足工艺和操作的要求
所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定范围内进行调节，必要时传热量也可进行调整。因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。
(2)满足经济上的要求
要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。如前所述在蒸馏过程中如
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能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。又如冷却水出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。
(3)保证安全生产
例如酒精属易燃物料，不能让其蒸汽弥漫车间，也不能使用容易发生火花的设备。又如，塔是指定在常压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。
以上三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作一般的考虑。
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第三章 塔的工艺尺寸得计算
3.1精馏塔的物料衡算
乙醇的摩尔质量 MA?46kg/kmol 水的摩尔质量 MB?18kg/kmol 原料液x50/46F?50/46?50/18?0.2813
塔顶x92/46D?92/46?8/18?0.8182
原料液平均摩尔质量：
MF?0.2813?46?(1?0.2813)?18?25.8764kg/kmol
同理可得：塔顶MD?0.8182?46?(1?0.8182)?18?40.9096kg/kmol 进料流量F?45000?100025.8764?300?24?241.5328kmol/h
?A?x馏出液流量D?100%?FF0.99?241.5328?0.2813x?0.8182?82.2094kmol/hD釜液流量W?F?D?241.5328?82.2094?159.3234kmol/h 由Fxf?DxD?WxW
241.5328?0.2813?82.2094?0.8182?159.3234xw得?xw?0.006993
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Mw?0.006993?46?(1?0.006993)?18?18.1958
水的回收率：?B?w(1?xw)159.3234?(1?0.006993)??100%?91.14$1.5328?(1?0.2813)F(1?xf)
3.2塔板数的确定
3.2.1相对挥发度
由相平衡方程式y??xy(x?1)??1?(??1)x 可得x(y?1)
根据乙醇水体系的相平衡数据可得：
y1?xD?0.8182yf?0.575
x1?0.8(塔顶第一块板)
xf?0.2813(加料板)
yw?0.065xw?0.006993（塔釜）y(1?x)?x??由相平衡方程y?得(1?y)x 从相平衡表中抽出七组数据进行计
1?(??1)x算?
?1?当t=95.5 ℃，
y(1?x)0.17*(1?0.019)?(1?y)x(1?0.17)*0.019?10.5751
0.4375*(1?0.0966)y(1?x)??2?(1?0.4375)*0.0966?7.2738(1?y)x当t=86.7℃
0.5089*(1?0.1661)y(1?x)??3?(1?0.5089)*0.1661?5.2024(1?y)x当t=84.1 ℃
0.5580*(1?0.2608)y(1?x)??4?(1?05580)*0.2608?3.5782(1?y)x当t=82.3 ℃
0.6122*(1?0.3965)y(1?x)??5?(1?0.6122)*0.3965?2.4028(1?y)x当t=80.7 ℃
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